(19)中华人民共和国国家知识产权局蚂蚁精灵
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010855988.5
(22)申请日 2020.08.24
(71)申请人 江苏科技大学
地址 212003 江苏省镇江市梦溪路2号
(72)发明人 张娇霞 王磊 刘建枰 蒲柳月
刘文 汤继俊
(74)专利代理机构 南京正联知识产权代理有限
公司 32243
代理人 杭行
(51)Int.Cl.
C09D 183/04(2006.01)
C09D 5/08(2006.01)
金善雅电影
C09D 7/61(2018.01)
C09D 7/63(2018.01)
(54)发明名称一种聚甲基硅氧烷复合涂层及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种聚甲基硅氧烷硅橡胶复合涂层及其制备方法，属于防腐蚀材料领域；本发明采用甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷为交联剂，二甲基硅油为增塑剂，α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷为基础聚合物，制备单组分室温硫化硅橡胶；其固化机理如下：首先，α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷与酮肟型交联剂发生缩合，脱去酮肟小分子，交联剂部分对硅氧烷部分进行封端。接着它们的结合物与空气中的水分进一步水解成网状结构，部分酮肟基被羟基替换掉。最后大分子间的酮肟基与羟基再脱去酮肟小分子，形成大分子交联 键而固化。本发明的有益效果为，涂层的柔韧性极佳，经轴棒弯曲后均无剥落、泛白现象，柔韧性可达1mm；复合涂层的耐
蚀性较佳。权利要求书1页 说明书6页 附图2页CN 111944421 A 2020.11.17
C N 111944421
A
1.一种聚甲基硅氧烷硅橡胶复合涂层，所述涂层涂覆在基材表面上，其特征在于，所述涂层包括石墨烯硅橡胶复合层和氧化铝硅橡胶复合层，两种涂层交替涂覆在基材表面。 2.根据权利要求1所述的一种聚甲基硅氧烷硅橡胶复合涂层，其中，石墨烯硅橡胶复合层采用甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷为交联剂，二甲基硅油为增塑剂，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基础聚合物，γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷（KH -560）为硅烷偶联剂，石墨烯为添加剂聚合而成；所述氧化铝硅橡胶复合层采用甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷为交联剂，二甲基硅油为增塑剂，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基础聚合物，KH -560为硅烷偶联剂，氧化铝为添加剂聚合而成。
3.根据权利要求2所述的一种聚甲基硅氧烷硅橡胶复合涂层，其中，石墨烯的添加量为石墨烯硅橡胶复
合层总质量的0.04%~0.45wt%，氧化铝的添加量为氧化铝硅橡胶复合层的1〜3wt％。
4.一种聚甲基硅氧烷复合涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）称取占石墨烯硅橡胶复合层总质量0.05~0.5wt%的石墨烯放入容器中，加入适量的乙酸乙酯溶解，超声分散20-40 min，得到稳定的石墨烯分散液；
（2）称取占石墨烯硅橡胶复合层总质量78~87 wt%的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、6~10.5wt%的二甲基硅油、4~8.5wt%的甲基三丁酮肟基硅烷、2~4.5wt%的乙烯基三丁酮肟基硅烷和4*10-4~1.5*10-2 wt%的KH -560置于容器中充分搅拌，然后将步骤（1）所得的石墨烯分散液倒入其中再次搅拌；
（3）往上述混合物中滴入二丁基二月桂酸锡作为催化剂，搅拌至混合均匀，静置，得到石墨烯硅橡胶复合层；
（4）重复上述步骤（1）~（3）将石墨烯换成纳米氧化铝，其中氧化铝的含量为氧化铝硅橡胶复合涂层中的1~3wt%，保持α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷和KH -560质量比不变，制备出氧化铝硅橡胶复合层；
（5）用砂纸打磨金属板材，去除表面氧化物并用无水乙醇稍作清洗，将上述掺杂了石墨烯和氧化铝的硅橡胶交替均匀涂布于金属板材上至一定厚度，室温下进行固化；期间要注意等前一层硅橡胶完全
固化才能继续涂布后一层，得到石墨烯—氧化铝—石墨烯/聚二甲基硅氧烷夹层复合涂层。
5.根据权利要求4所述的一种聚甲基硅氧烷复合涂层的制备方法，其中，石墨烯的添加量占石墨烯硅橡胶复合层的0.3wt%。
6.根据权利要求4所述的一种聚甲基硅氧烷复合涂层的制备方法，其中，纳米氧化铝的添加量占氧化铝硅橡胶复合层的2wt%。
权 利 要 求 书1/1页CN 111944421 A
一种聚甲基硅氧烷复合涂层及其制备方法技术领域
[0001]本发明属于防腐蚀材料领域，具体涉及一种聚甲基硅氧烷复合涂层及其制备方法。
背景技术
[0002]随着现代化工业的发展, 人们对涂层的性能要求不仅局限于长久的防腐效果，而且还要满足易涂覆、易在基材表面涂布防腐涂料进行保护是一种相对可靠的方法，防腐涂料可以通过屏固化、环保等要求。聚二羟基二甲基硅氧烷具有优良的柔顺性、耐腐蚀性、热稳定性及耐候性，在现代工业的腐蚀和磨损防护中具有很大的应用前景，但其机械强度低、附着能力差、耐溶剂性、耐磨性不理想，在某
些领域应用受到很大的限制。根据国内外学者对有机聚合物的研究中，发现无任何纯聚合物可以提供长期的腐蚀防护。
发明内容
别洛韦日协议[0003]以聚二甲基硅氧烷的一系列优点为出发点，本发明将具有优异防腐性和耐磨性的填料石墨烯、纳米氧化铝添加到硅树脂中制备复合涂层，以改善硅树脂涂层机械性能、耐磨性能较差的缺点，并进一步提高涂层的防腐性能。
[0004]涂层的制备方法包括如下步骤：
称取占石墨烯硅橡胶复合层0.05~0.5wt%的石墨烯放入小烧杯中，加入适量的乙酸乙酯溶解，放入超声波清洗器中超声分散20-40 min，得到稳定的石墨烯分散液；
称取α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷和KH -560置于一次性塑料杯中充分搅拌，其中α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷和KH -560分别占总质量的78~87 wt%、6~10.5 wt%、4~8.5 wt%、2~4.5 wt%和 4 * 10-4〜1.5 * 10-2 wt%，然后将步骤（1）所得的石墨烯分散液倒入其中再次搅拌；
打开通风橱，往上述混合物中滴入二丁基二月桂酸锡作为催化剂，搅拌至混合均匀，放置一会至气泡
稍微减少，得到石墨烯硅橡胶复合层；
上述操作不变，将石墨烯换成纳米氧化铝，其中氧化铝的含量为氧化铝硅橡胶复合涂层的1~3wt%，保持α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，二甲基硅油，甲基三丁酮肟基硅烷，乙烯基三丁酮肟基硅烷、KH -560质量比不变，按照以上步骤（1）~（3）制备出氧化铝硅橡胶复合层；用砂纸打磨金属板材，去除表面氧化物并用无水乙醇稍作清洗，将上述掺杂了石墨烯和氧化铝的硅橡胶交替均匀涂布于金属板材上至一定厚度，室温下进行固化。期间要注意等前一层硅橡胶完全固化才能继续涂布后一层，得到石墨烯—氧化铝—石墨烯/聚二甲基硅氧烷夹层复合涂层。
[0005]本发明采用甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷为交联剂，二甲基硅油为增塑剂，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基础聚合物，制备一种脱酮型单组分室温硫化硅橡胶。其固化机理如下：
首先，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与酮肟型交联剂发生缩合，脱去酮肟小分子，交联剂部分对硅氧烷部分进行封端。接着它们的结合物与空气中的水分进一步水解成网状结构，部分酮肟基被羟基替换掉。最后大分子间的酮肟基与羟基再脱去酮肟小分子，形成大分子交联键而固化。
[0006]本发明的有益效果为：
（1）对制备出的复合涂层进行了SEM表征，表明填料添加量合适时，石墨烯能均匀地分散在硅橡胶中，当添加量过量时，石墨烯会发生团聚而影响分散效果；对复合涂层进行基本的物理性能测试，结果表明功能填料的加入对涂层的硬度影响不大，但是附着力随石墨烯的添加量增加而得到很大的提升，当石墨烯添加量为0.3wt%时，涂层的附着力已经达到1级。除此之外，涂层的柔韧性极佳，经轴棒弯曲后均无剥落、泛白现象，柔韧性可达1mm。[0007]（2）通过EIS表征涂层的防腐性能，交流阻抗谱表明，石墨烯的加入能大大增强复合涂层的耐蚀性，涂层在电解质溶液中浸泡初期除了空白对照组，其它阻抗模值均在109Ω•cm2以上；浸泡中期随着腐蚀介质的不断侵入复合涂层的阻抗模值均有下降趋势；浸泡后期涂层基本失效，第（4）组防腐性能最佳，阻抗模值比空白组提高了约10个数量级。对应的石墨烯添加量为0.3wt%，与浸泡实验结果相符合。极化曲线表明添加了石墨烯的复合涂层腐蚀电流密度降低，腐蚀电位升高，复合涂层耐蚀性能增强，并且极化曲线显示第（4）组腐蚀电位高达4.82V，相比空白组约提高了40倍，与交流阻抗谱结果一致。
附图说明
[0008]图1为实施例三和实施例四复合涂层折断断面的SEM图像；
图2为复合涂层在3.5wt%NaCl溶液中浸泡10天的腐蚀情况，abcde分别代表石墨烯含量为对比例、实施例一、实施例二、实施例三、实施例四的复合涂层；
图3为复合涂层在3.5wt%NaCl溶液中浸泡15天的腐蚀情况，abcde分别代表石墨烯含量为对比例、实施例一、实施例二、实施例三、实施例四的复合涂层；
图4为复合涂层在3.5wt%NaCl溶液中浸泡30天的腐蚀情况，abcde分别代表石墨烯含量为对比例、实施例一、实施例二、实施例三、实施例四的复合涂层。
具体实施方式
[0009]对比例：
（1）取10g的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、1g二甲基硅油、0.8g甲基三丁酮肟基硅烷、0.4g乙烯基三丁酮肟基硅烷置于一次性塑料杯中充分搅拌；ms-dos
（2）打开通风橱，往上述混合物中滴入1滴二丁基二月桂酸锡作为催化剂，搅拌至混合均匀，放置一会至气泡稍微减少；得到对比层硅橡胶胶液；
（3）称取0.2g纳米氧化铝放入小烧杯中，加入30mL乙酸乙酯溶解，放入超声波清洗器中超声分散20 min，得到稳定的纳米氧化铝分散液；
（4）取10g的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、1g二甲基硅油、0.8g甲基三丁酮肟基硅烷、0.4g乙烯基三
丁酮肟基硅烷和0.1mgKH-560置于一次性塑料杯中充分搅拌，加入步骤（3）得到的氧化铝分散液充分搅拌；
（5）打开通风橱，往上述混合物中滴入1滴二丁基二月桂酸锡作为催化剂，搅拌至混合
均匀，放置一会至气泡稍微减少；得到氧化铝硅橡胶复合层；
甲基化（6）用砂纸打磨金属板材，去除表面氧化物并无水乙醇稍作清洗，将上述对比层硅橡胶层和氧化铝硅橡胶复合层依次交替均匀涂布于金属板材上至三层，室温下进行固化。期间要注意等前一层硅橡胶完全固化才能继续涂布后一层，得到硅橡胶—氧化铝-硅橡胶聚二甲基硅氧烷复合涂层。
[0010]实施例一：
（1）称取0.005g的石墨烯放入小烧杯中，加入50mL乙酸乙酯溶解，放入超声波清洗器中超声分散30 min，得到稳定的石墨烯分散液。
[0011]（2）称取10gα,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、0.8 g二甲基硅油、0.6g甲基三丁酮肟基硅烷、0.3g乙烯基三丁酮肟基硅烷和0.2mgKH-560置于一次性塑料杯中充分搅拌，然后将石墨烯分散液倒入其中再次搅拌。
[0012]（3）打开通风橱，往上述混合物中滴入2滴二丁基二月桂酸锡作为催化剂，搅拌至混合均匀，放置一会至气泡稍微减少。
[0013]（4）上述操作不变，将石墨烯换成0.2g纳米氧化铝，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，二甲基硅油，甲基三丁酮肟基硅烷，乙烯基三丁酮肟基硅烷质量不变，KH-560称取4mg，按照以上步骤制备出氧化铝硅橡胶复合层。
[0014]（5）用砂纸打磨金属板材，去除表面氧化物并无水乙醇稍作清洗，将上述掺杂了石墨烯和氧化铝的硅橡胶交替均匀涂布于金属板材上至一定厚度，室温下进行固化。期间要注意等前一层硅橡胶完全固化才能继续涂布后一层，得到石墨烯—氧化铝—石墨烯/聚二甲基硅氧烷夹层复合涂层。
[0015]实施例二
（1）称取0.01g的石墨烯放入小烧杯中，加入40mL乙酸乙酯溶解，放入超声波清洗器中超声分散20 min，得到稳定的石墨烯分散液。
[0016]（2）称取10gα,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、1 g二甲基硅油、0.8g甲基三丁酮肟基硅烷、0.4g乙烯基三丁酮肟基硅烷和0.3mgKH-560置于一次性塑料杯中充分搅拌，然后将石墨烯分散液倒入其中再次搅拌。
[0017]（3）打开通风橱，往上述混合物中滴入3滴二丁基二月桂酸锡作为催化剂，搅拌至混合均匀，放置一会至气泡稍微减少。
[0018]（4）上述操作不变，将石墨烯换成0.3g纳米氧化铝，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，二甲基硅油，甲基三丁酮肟基硅烷，乙烯基三丁酮肟基硅烷质量不变，KH-560称取3mg，按照以上步骤制备出硅橡胶与氧化铝和其他助剂的混合物。
[0019]（5）用砂纸打磨金属板材，去除表面氧化物并无水乙醇稍作清洗，将上述掺杂了石墨烯和氧化铝的硅橡胶交替均匀涂布于金属板材上至一定厚度，室温下进行固化。期间要注意等前一层硅橡胶完全固化才能继续涂布后一层，得到石墨烯—氧化铝—石墨烯/聚二甲基硅氧烷夹层复合涂层
实施例三
ilife 11
（1）称取0.03g的石墨烯放入小烧杯中，加入50mL乙酸乙酯溶解，放入超声波清洗器中超声分散40 min，得到稳定的石墨烯分散液。
[0020]（2）称取10gα,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、1.2 g二甲基硅油、1g甲基三丁酮肟基
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议